液冷技术演进之路：存量数据中心改造路线图

改造之路：液冷技术演进路线图 随着⼈⼯智能和⾼性能计算需求的持续增⻓，液冷技术正加速成为主流趋势，但新建数据中⼼的能⼒往往⽆法及时跟上。本报告探讨了在何种情况下对现有数据中⼼进⾏改造具有战略意义，以及运营商如何从评估阶段推进到实际执⾏阶段。 前言 研究⽅法 本报告呈现了近期研究项⽬的洞⻅，我们对数据中⼼⽣态系统中的⼋位资深⼈⼠进⾏了深度访谈，涵盖数据中⼼运营商、开发商、设计专家和冷却技术专家（⻅图1）。这些访谈结合了STL Partners过去三年通过⼆⼗多个数据中⼼战略与咨询项⽬积累的专业知识。研究旨在了解何时何地对液冷进⾏改造具有实际意义，以及运营商应如何根据设施类型、市场条件和客⼾需求来定制改造策略。 编辑独⽴性 STL Partners 受 Airedale 委托编制本报告。STL Partners 保持严格的编辑独⽴性。本⽂件中提及或暗⽰的公司或产品仅⽤于说明市场演变，不作为背书或产品/服务推荐。 执行摘要 随着⼈⼯智能和⾼性能计算需求的增⻓，机架功率密度⽇益超过空⽓冷却系统的实际极限，液冷技术成为⾼密度⼯作负载的必要选择。虽然新建液冷设施仍是战略理想，但电⼒限制、审批延迟和上市时间等因素，促使部分运营商探索如何升级或改造现有设施。 液冷改造每兆⽡约需200万美元的资本⽀出，⽽新建项⽬每兆⽡成本⾼达1100万美元以上。但液冷改造在运营上复杂且具有⾼度破坏性，可能影响客⼾⼯作负载、租⼾收⼊，并需要⼤规模基础设施升级。最终，液冷改造并不适合所有运营商、站点或市场。 为帮助运营商判断改造是否具有战略意义，STL Partners开发了改造可⾏性框架。该框架通过两个维度评估改造相关性：改造压⼒与运营商类型。详⻅图2。 运营商可利⽤此框架评估改造应被视为谨慎选择、积极考量还是战略优先事项。图3提供了STL Partners关于市场需求与电⼒限制如何共同决定特定市场改造压⼒的更详细指导。 ⼀旦改造在战略上得到确认，运营商需要从市场评估转向资产选择和执⾏规划。改造执⾏的技术清单包括评估电⼒、物理灵活性和运营空间，以及选择合适的⾼密度冷却策略。STL Partners建议评估液冷改造的运营商应采取五项⾏动： 利⽤改造相关性矩阵，判断改造是谨慎选项、积极考量还是战略优先事项。处于谨慎观望状态的运营商应将改造视为有限的条件性选项，⽽处于积极考量或战略优先阶段的运营商则应推进更详细的商业和技术规划。• 评估客⼾需求质量，⽽⾮仅关注需求数量：运营商必须权衡多重因素，包括客⼾承诺、租赁强度、附近新建项⽬的竞争，以及在主要租⼾或内部AI⼯作负载确保需求之前进⾏投机性投资的⻛险。• 基于⾃⾝类型定义⾏动触发点：超⼤规模数据中⼼可提前⾏动，因其能内部担保需求。批发托管服务商应在客⼾承诺充分且租赁经济性⾜以保障成本回收时启动。• ⽽零售托管服务商通常需等待更严格的条件，例如重⼤租赁事件，以明确锁定跨客⼾需求。 将冷却供应商视为战略合作伙伴：优先选择在监控、控制和软件集成⽅⾯能⼒强劲的供应商，以及符合⻓期液冷路线的解决⽅案。供应商选择不仅要⽀持当前部署，还需保障未来灵活性与运营韧性。• 确保升级完成后具备持续运营⾼密度设施的能⼒：安装本⾝仅是转型的⼀个阶段，运营商需配备合适的⼈员、流程和监控能⼒，以管理调试及⻓期性能表现。若站点要可靠地应对更⾼密度需求，持续维护、液体管理和运营监督与改造本⾝同等重要。• 目录 前⾔ .................................................................................................................................................... 2⽅法论 .............................................................................................................................................. 2编辑独⽴性 ......................................................................................................................... 2执⾏摘要 ...................................................................................................................................... 3引⾔：评估数据中⼼液冷驱动⼒ ......................................................................................... 7向液冷转变 .................................................................................................................. 7什么是数据中⼼改造？.................................................................................................................. 8改造为液冷需要多少成本？ ........................................................................................... 10确定改造可⾏性的框架 .................................................................................................... 12定义改造压⼒：AI需求遭遇电⼒限制的地⽅ ..................................................................... 14数据中⼼原型的影响 .................................................................................................... 17铺平改造路径 ....................................................................................................................... 18寻找适合改造的资产 ........................................................................................................... 18改造执⾏的技术检查清单 .............................................................................................. 19实现液冷改造：给运营商的建议 ....................................................................................... 23 图表清单 图1：访谈记录 ....................................................................................................................... 2图2：改造可⾏性框架展⽰了运营商原型在何种情况下应改造现有设施 ................................................................................................................................................................................... 3图3：不同市场的改造压⼒存在显著差异 .............................................................................. 4图4：英伟达推动机架密度提升，⽽实际部署的机架密度仍滞后 ............................................... 7图5：向液冷转型的主要和次要驱动因素 .............................................................................. 8图6：改造复杂性的层级 .................................................................................................... 9图7：改造成本与新建成本对⽐ ........................................................................................................ 11图8：改造可⾏性框架展⽰了改造的相关性与运营就绪度 ....................................................... 12图9：液冷改造相关性的范围 ............................................................................................ 13图10：评估改造压⼒取决于两个因素 ................................................................................. 14图11：新增数据中⼼容量与全球城市的可⽤电⼒⼤致相关 ...................................................... 15图12：不同市场的改造压⼒差异显著 ................................................................................. 16图13：新建数据中⼼注重灵活性与模块化设计 ..................................................................... 19图14：成功改造的技术检查清单 ....................................................................................... 19 引言：评估数据中心液冷驱动力 向液冷散热转型 随着⼈⼯智能和⾼性能计算需求的增⻓，⽀撑这些⼯作负载所需的基础设施与冷却系统复杂性也随之提升 展望未来，⾕歌和微软等主要云服务商很可能在2027年第⼀季度前停⽌部署新型⻛冷⼈⼯智能机架 针对⾼密度⼈⼯智能/机器学习⼯作负载，液冷散热已成为必要选择——功耗密集型图形处理器和具有更⾼热设计功耗的专⽤处理器导致⼈⼯智能机架功率密度超出⻛冷系统实际承载极限